半導體物理學

考試時間：1月30日

下午14:00-16:00半導體物理學

考試時間：1月30日

下午14:00-16:0考試題型1、填空：6分2、名詞解釋：15分3、簡答：24分4、畫圖：10分5、推導：20分6、計算：25分考試題型1、填空：6分第一章半導體的能帶理論1.基本概念

共價鍵、閃鋅礦結構、纖鋅礦結構、共有化運動、單電子近似、能帶、價帶、導帶、禁帶；導體、半導體、絕緣體的能帶；本征激發、空穴、電子空穴對；有效質量；載流子及載流子濃度。2.基本理論

晶體中的電子共有化運動；有效質量的物理意義。

第一章半導體的能帶理論1.基本概念共價鍵第二章半導體中的雜質與缺陷能級1.基本概念間隙式雜質、替位式雜質、雜質濃度；施主雜質、施主能級、施主電離能、n型半導體；受主雜質、受主能級、受主電離能、p型半導體；雜質補償2.基本理論實際半導體與理想半導體的主要區別；受主、施主能級在能帶中的位置。第二章半導體中的雜質與缺陷能級1.基本概念第三章半導體中載流子的統計分布1.基本概念

熱激發、復合、熱平衡狀態、熱平衡載流子、狀態密度、費米分布函數、費米能級、玻爾茲曼分布函數、多數載流子、少數載流子、非簡并、簡并。2.基本理論

載流子統計分布理論；雜質半導體的載流子濃度分布及隨溫度的變化理論；簡并半導體的載流子濃度分布理論；簡并化條件。

第三章半導體中載流子的統計分布1.基本概念3.推導與計算半導體載流子濃度計算關系式的推導：對導（價）帶分為無限多無限小的能量間隔的情況有：E~(E+dE)量子態數：dZ=gc(E)dE載流子占據能量為E的量子態的概率f(E)在能量E~(E+dE)間有載流子數：f(E)gc(E)dE把所有能量區間中的載流子數相加，即從導（價）帶底（頂）到導（價）帶頂（底）對f(E)gc(E)dE進行積分，得到半導體中導（價）帶的載流子總數載流子總數/半導體體積=載流子濃度3.推導與計算半導體載流子濃度計算關系式的推導：第四章半導體的導電特性1.基本概念漂移運動、擴散運動、遷移率、擴散系數、電導率、載流子的散射、聲子、平均自由時間2.基本理論半導體中載流子運動的歐姆定律；載流子的散射理論與散射機構。第四章半導體的導電特性1.基本概念漂移運動3.推導與計算3.推導與計算第五章非平衡載流子1.基本概念

非平衡載流子濃度、非平衡載流子壽命、準費米能級、產生率、復合率、直接復合、間接復合、俄歇復合、陷阱效應。2.基本理論

非平衡載流子的注入理論；非平衡狀態的載流子濃度理論（準費米能級）；復合理論（間接復合的四個過程）；非平衡載流子的擴散與漂移；半導體的電流連續性方程。第五章非平衡載流子1.基本概念非平衡載流2.基本理論2.基本理論3.推導與計算載流子濃度和能級結構之間的關系3.推導與計算載流子濃度和能級結構之間的關系3.推導與計算愛因斯坦關系式考慮一處于熱平衡的非均勻n型半導體，其中施主雜質濃度隨x增加而下降，則電子濃度n0(x)和空穴濃度p0(x)都是x的函數，而且由于濃度梯度的存在，載流子會延x方向產生擴散電流：3.推導與計算愛因斯坦關系式考慮一處于熱平衡的非均勻n型半同時存在漂移和擴散的電流密度表達式連續性方程同時存在漂移和擴散的電流密度表達式第六章p-n結1.基本概念

空間電荷區、耗盡層、接觸電勢差、勢壘電容、擴散電容、p-n結的三種擊穿機制2.基本理論

少數載流子擴散及平衡p-n結能帶的形成；正反向偏置時能帶圖的變化；理想p-n結的電流電壓特性的關系及其物理含義。第六章p-n結1.基本概念空間電荷區、耗盡半導體物理復習綜述課件3.推導與計算同質p-n結的接觸電勢差的表達式及其計算。3.推導與計算同質p-n結的接觸電勢差的表達式及其計算。3.推導與計算理想p-n結假設下肖克萊方程的推導。3.推導與計算理想p-n結假設下肖克萊方程的推導。第七章金屬和半導體的接觸1.基本概念

功函數、電子親和能、接觸電勢差、肖特基勢壘、歐姆接觸。2.基本理論

肖特基二極管和p-n結二極管的異同；平衡金屬-n型半導體接觸的能帶圖及整流理論。第七章金屬和半導體的接觸1.基本概念功函數圖7-5金屬與n型半導體接觸能帶圖半導體物理復習綜述課件第八章半導體表面與MIS結構1.基本概念

表面態、MIS結構、表面勢、平帶狀態、耗盡狀態、反型狀態，深耗盡狀態。2.基本理論

外場作用下半導體表面狀態的分析（能帶圖）；MIS結構的C-V特性。第八章半導體表面與MIS結構1.基本概念半導體物理復習綜述課件1.00.80.60.40.2ABCDEFC0CFBCminCminVmin1低頻C02高頻GH00+VC/C01.00.80.60.40.2ABCDEFC0CFBCmin第九章半導體異質結構1.基本概念

同質結、異質結（反型異質結；同型異質結）。2.基本理論

異質結成結理論及能帶圖分析。第九章半導體異質結構1.基本概念同質結半導體物理學

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共價鍵、閃鋅礦結構、纖鋅礦結構、共有化運動、單電子近似、能帶、價帶、導帶、禁帶；導體、半導體、絕緣體的能帶；本征激發、空穴、電子空穴對；有效質量；載流子及載流子濃度。2.基本理論

晶體中的電子共有化運動；有效質量的物理意義。

第一章半導體的能帶理論1.基本概念共價鍵第二章半導體中的雜質與缺陷能級1.基本概念間隙式雜質、替位式雜質、雜質濃度；施主雜質、施主能級、施主電離能、n型半導體；受主雜質、受主能級、受主電離能、p型半導體；雜質補償2.基本理論實際半導體與理想半導體的主要區別；受主、施主能級在能帶中的位置。第二章半導體中的雜質與缺陷能級1.基本概念第三章半導體中載流子的統計分布1.基本概念

熱激發、復合、熱平衡狀態、熱平衡載流子、狀態密度、費米分布函數、費米能級、玻爾茲曼分布函數、多數載流子、少數載流子、非簡并、簡并。2.基本理論

載流子統計分布理論；雜質半導體的載流子濃度分布及隨溫度的變化理論；簡并半導體的載流子濃度分布理論；簡并化條件。

第三章半導體中載流子的統計分布1.基本概念3.推導與計算半導體載流子濃度計算關系式的推導：對導（價）帶分為無限多無限小的能量間隔的情況有：E~(E+dE)量子態數：dZ=gc(E)dE載流子占據能量為E的量子態的概率f(E)在能量E~(E+dE)間有載流子數：f(E)gc(E)dE把所有能量區間中的載流子數相加，即從導（價）帶底（頂）到導（價）帶頂（底）對f(E)gc(E)dE進行積分，得到半導體中導（價）帶的載流子總數載流子總數/半導體體積=載流子濃度3.推導與計算半導體載流子濃度計算關系式的推導：第四章半導體的導電特性1.基本概念漂移運動、擴散運動、遷移率、擴散系數、電導率、載流子的散射、聲子、平均自由時間2.基本理論半導體中載流子運動的歐姆定律；載流子的散射理論與散射機構。第四章半導體的導電特性1.基本概念漂移運動3.推導與計算3.推導與計算第五章非平衡載流子1.基本概念

非平衡載流子濃度、非平衡載流子壽命、準費米能級、產生率、復合率、直接復合、間接復合、俄歇復合、陷阱效應。2.基本理論

非平衡載流子的注入理論；非平衡狀態的載流子濃度理論（準費米能級）；復合理論（間接復合的四個過程）；非平衡載流子的擴散與漂移；半導體的電流連續性方程。第五章非平衡載流子1.基本概念非平衡載流2.基本理論2.基本理論3.推導與計算載流子濃度和能級結構之間的關系3.推導與計算載流子濃度和能級結構之間的關系3.推導與計算愛因斯坦關系式考慮一處于熱平衡的非均勻n型半導體，其中施主雜質濃度隨x增加而下降，則電子濃度n0(x)和空穴濃度p0(x)都是x的函數，而且由于濃度梯度的存在，載流子會延x方向產生擴散電流：3.推導與計算愛因斯坦關系式考慮一處于熱平衡的非均勻n型半同時存在漂移和擴散的電流密度表達式連續性方程同時存在漂移和擴散的電流密度表達式第六章p-n結1.基本概念

空間電荷區、耗盡層、接觸電勢差、勢壘電容、擴散電容、p-n結的三種擊穿機制2.基本理論

少數載流子擴散及平衡p-n結能帶的形成；正反向偏置時能帶圖的變化；理想p-n結的電流電壓特性的關系及其物理含義。第六章p-n結1.基本概念空間電荷區、耗盡半導體物理復習綜述課件3.推導與計算同質p-n結的接觸電勢差的表達式及其計算。3.推導與計算同質p-n結的接觸電勢差的表達式及其計算。3.推導與計算理想p-n結假設下肖克萊方程的推導。3.推導與計算理想p-n結假設下肖克萊方程的推導。第七章金屬和半導體的接觸1.基本概念

功函數、電子親和能、接觸電勢差、肖特基勢壘、歐姆接觸。2.基本理論

肖特基二極管和p-n結二極管的異同；平衡金屬-n型半導體接觸的能帶圖及整流理論。第七章金屬和半導體的接觸1.基本概念功函數圖7-5金屬與n型半導體接觸能帶圖半導體物理復習綜述課件第八章半導體表面與MIS結構1.基本概念

表面態、MIS結構、表面勢、平帶狀態、耗盡狀態、反型狀態，深耗盡狀態。2.基本理論

外場作用下半導體表面狀態的分析（能帶圖）；MIS結構的C-V特性。第八章半導體表面與MIS結構1.基本概念